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Die Erfindung betrifft einen Abgastrakt für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solcher Abgastrakt ist aus der
DE 100 15 697 C1 als bekannt zu entnehmen. Der Abgastrakt weist wenigstens eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasleitung auf, welche über wenigstens eine von dem Abgas durchströmbare Ausströmöffnung des Abgastrakts an eine Umgebung des Kraftfahrzeugs mündet, an dessen Umgebung das die Abgasleitung durchströmende Abgas über die Ausströmöffnung abführbar ist.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2007 007 946 B4 eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Brennräumen, in denen diskontinuierlich ein Gaswechsel vornehmbar ist, wobei aus den Brennräumen abgeführtes Abgas in wenigstens zwei Hauptgasrohrleitungen führbar ist, wobei einer ersten Hauptgasrohrleitung eine erste Übersprechstrecke und einer zweiten Hauptabgasrohrleitung eine zweite Übersprechstrecke zugeordnet sind, wobei zwischen der ersten Übersprechstrecke und der ersten Hauptabgasrohrleitung wenigstens eine erste Übersprechöffnung und zwischen der zweiten Übersprechstrecke und der zweiten Hauptabgasrohrleitung wenigstens eine zweite Übersprechöffnung vorgesehen sind.
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Schließlich ist der
DE 10 2014 116 426 A1 eine Dualabgassystemstruktur für einen Zylinderdeaktivierung(CDA)-Verbrennungsmotor, welche zwei Einlassleitungen aufweist, durch welche Abgas, welches von einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs ausgegeben wird, in zwei Hauptschalldämpfer eingeführt wird, als bekannt zu entnehmen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Abgastrakt für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch einen Abgastrakt für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Abgastrakt der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Abgastrakt wenigstens ein schallübertragend mit der Abgasleitung verbundenes Leitungselement aufweist, mittels welchem Schall von der Abgasleitung abgreifbar und der abgegriffene Schall zu wenigstens einem am Heck des Kraftfahrzeugs in Fahrzeughochrichtung oberhalb der Ausströmöffnung angeordneten, mit der Umgebung schallübertragend verbundenen, Austrittsbereich führbar ist, in welchem der abgegriffene Schall aus dem Leitungselement auskoppelbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist mittels des mit der Abgasleitung verbundenen Leitungselements Schall von der Abgasleitung in das Leitungselement einkoppelbar und der eingekoppelte Schall zu dem Austrittsbereich führbar, über welchen der in den Austrittsbereich geführte Schall an die Umgebung des Kraftfahrzeugs abführbar ist, wobei der Austrittsbereich in Fahrzeughochrichtung oberhalb der Ausströmöffnung angeordnet ist, und wobei der Abgastrakt in seinem vollständig hergestellten Zustand in einer Einbaulage in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Der Abgastrakt nimmt die Einbaulage in einem vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs ein. Der Austrittsbereich kann insbesondere als Austrittspunkt ausgeführt sein.
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Der Schall kann insbesondere als Schallwellen bezeichnet werden. Unter dem von der Abgasleitung abgreifbaren Schall kann insbesondere Fluidschall des die Abgasleitung durchströmenden Abgases und/oder Körperschall einer Wandung der Abgasleitung verstanden werden. Bei dem Fluidschall kann es sich beispielsweise um Strömungspulsationen des Abgases handeln, insbesondere um Pulsationen eines Abgasmassenstroms und/oder Schwankungen einer Dichte des Abgases in dem Abgastrakt. Ein Abgriff des Schalls von der Abgasleitung mittels des Leitungselements kann nach einem ähnlichen, insbesondere nach einem gleichen, Prinzip wie bei einem Stethoskop erfolgen. Das Leitungselement kann insbesondere als Schallrohr oder Soundrohr bezeichnet werden. Unter dem Heck des Kraftfahrzeugs kann insbesondere ein, bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs, hinterer Bereich des Kraftfahrzeugs verstanden werden.
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Die Verbrennungskraftmaschine weist in ihrem vollständig hergestellten Zustand den Abgastrakt auf, wobei das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgeführt. Das Kraftfahrzeug ist mittels einer Abtriebswelle, die insbesondere als Kurbelwelle ausgeführt sein kann, der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens einen Brennraum und einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt. Über den Ansaugtrakt kann dem Brennraum Luft zugeführt werden und über den Abgastrakt kann das Abgas der Verbrennungskraftmaschine aus dem Brennraum abgeführt werden. Der Abgastrakt kann insbesondere als Abgasanlage oder Abgasstrang bezeichnet werden. In dem Brennraum finden insbesondere als Verbrennung bezeichnete Verbrennungsvorgänge eines Kraftstoff-Luft-Gemisches statt, woraus das Abgas resultiert.
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Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Das Kraftfahrzeug, insbesondere ein Sportwagen, zeichnen sich durch sein insbesondere als charakteristischer Sound bezeichnetes Geräusch aus, wobei dabei ein Geräusch beziehungsweise ein Sound der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere des Abgastrakts, besonders ausschlaggebend sein kann. Abgasreinigungssysteme, wie beispielsweise ein Partikelfilter, insbesondere ein Otto-Partikelfilter, können eine Amplitude einer Schwingung, insbesondere des Abgases, in dem Abgastrakt besonders reduzieren, wodurch ein besonders monotoner Klang verursacht werden kann. Bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug beziehungsweise einem herkömmlichen Abgastrakt kann wenigstens ein aktives und/oder passives System zur Klangoptimierung eingesetzt werden. Das aktive System kann beispielsweise ein aktiver Lautsprecher sein, welcher ein künstliches Geräusch an die Umgebung beziehungsweise eine Umwelt des Kraftfahrzeugs abgibt. Mittels Sounddesign können dabei alle Arten von Motorkonzepten dargestellt werden. Ein Einsatz des aktiven Systems, insbesondere des aktiven Lautsprechers, ist in besonders vielen Ländern verboten oder, wie beispielsweise in Deutschland, auf den Einsatz bei Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs von maximal 20 Kilometern pro Stunde beschränkt. Demnach wirken Kraftfahrzeuge, insbesondere das Geräusch der Kraftfahrzeuge, aufgrund des aktiven Systems bei Stillstand des Kraftfahrzeugs besonders sonor, tief und/oder klangvoll und können nach einem Anfahren des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei Geschwindigkeiten größer als 20 Kilometern pro Stunde, ihren Klang beziehungsweise ihr charakteristisches Geräusch verlieren beziehungsweise vermindern. Der Einsatz des aktiven Systems kann sich insbesondere bei dem Sportwagen oder bei einem Supersportwagen besonders negativ auf ein Markenimage auswirken. Bei dem passiven System kann ein Klangempfinden für die insbesondere als Außenwelt bezeichnete Umgebung beispielsweise besonders verbessert beziehungsweise besonders intensiviert werden, wenn die insbesondere als Abgasmündung bezeichnete Ausströmöffnung an einem besonders hohen Punkt des Hecks des Kraftfahrzeugs erfolgt. Dadurch kann eine Geräuschquelle, insbesondere des Abgastrakts, besonders nah am menschlichen Ohr sein und ein Absorbieren des Geräuschs durch die Fahrbahnoberfläche kann besonders reduziert werden. Eine Anordnung der möglichst hohen Ausströmöffnung kann konzeptbedingt nur bei Kraftfahrzeugen mit Heckmotor, insbesondere dem Supersportwagen, möglich und besonders sinnvoll sein. Unter dem Heckmotor kann insbesondere verstanden werden, dass die Verbrennungskraftmaschine in dem Heck des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Da Kraftfahrzeuge mit Heckmotor im Heck keinen Kofferraum aufweisen, kann eine Berührung des besonders heißen Abgastrakts beim Beladen und/oder Entladen des Kraftfahrzeugs durch Personen vermieden werden. Dies ist allerdings bei Kraftfahrzeugen mit Standardarchitektur oder Transaxle-Bauweise aufgrund eines in dem Heck angeordneten Kofferraums nicht ohne Package-Einbußen darstellbar und kann zu einer Verbrennungsgefahr beim Beladen und/oder Entladen des Kraftfahrzeugs führen. Demnach kann die Ausströmöffnung beziehungsweise ein Abgasmassenstrom am Heck des Kraftfahrzeugs nicht beziehungsweise lediglich mit besonders hohem Aufwand an einer besonders hohen Stelle ausgeführt werden. Unter der Standardarchitektur kann insbesondere verstanden werden, dass die Verbrennungskraftmaschine und ein Getriebe in einem insbesondere als Vorderwagen bezeichneten vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Unter der Transaxle-Bauweise kann insbesondere verstanden werden, dass die Verbrennungskraftmaschine in dem Vorderwagen angeordnet ist und das Getriebe in dem Heck des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Demgegenüber kann mittels des erfindungsgemäßen Abgastrakts ein besonders prägnanter Klang des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden. Da der insbesondere als Schallaustrittspunkt bezeichnete Austrittsbereich besonders hoch angeordnet ist, kann ein besonders vorteilhaftes Klangbild erzielt werden. Der insbesondere als Abgassound bezeichnete Klang der Verbrennungskraftmaschine kann dabei frei gestaltet werden. Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Abgastrakt um kein aktives System handelt, sondern um das passive System, können gesetzliche Einschränkungen vermieden werden. Ein Klangerlebnis des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine kann für die Umwelt beziehungsweise die Umgebung des Kraftfahrzeugs besonders verbessert werden. Des Weiteren ist kein Eingriff in Motorapplikation und/oder auf einen Abgasgegendruck erforderlich, wodurch Kosten und Aufwand der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können. Der erfindungsgemäße Abgastrakt weist gegenüber dem aktiven System, insbesondere dem aktiven Lautsprecher, ein besonders geringes Gewicht auf, wodurch das Gewicht des Abgastrakts besonders gering gehalten werden kann. Des Weiteren können thermische Probleme beziehungsweise die Verbrennungsgefahr am Klangaustritt beziehungsweise am Heck des Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft vermieden werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Abgastrakt; und
- 2 eine schematische Perspektivansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Abgastrakt; und
- 3 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgastrakts.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Verbrennungskraftmaschine, welche einen Abgastrakt 12 aufweist und 2 zeigt das Kraftfahrzeug 10 in einer schematischen Perspektivansicht. Das Kraftfahrzeug 10 ist vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgeführt. Das Kraftfahrzeug 10 ist von der Verbrennungskraftmaschine über eine Abtriebswelle, die insbesondere als Kurbelwelle ausgeführt sein kann, der Verbrennungskraftmaschine antreibbar.
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Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Zylinder auf, welcher einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine teilweise begrenzt. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt und den Abgastrakt 12, welcher von einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar ist. Über den Ansaugtrakt kann dem Brennraum die Luft zugeführt werden und über den Abgastrakt 12 kann das Abgas aus dem Brennraum abgeführt werden. In dem Brennraum finden insbesondere als Verbrennung bezeichnete Verbrennungsvorgänge statt, wobei ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird, woraus das Abgas resultiert. Ein Start der Verbrennung kann insbesondere als Zündung bezeichnet werden.
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Der Abgastrakt 12 weist wenigstens eine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasleitung 14 auf, welche über wenigstens eine von dem Abgas durchströmbare Ausströmöffnung 16 des Abgastrakts 12 an eine Umgebung 18 des Kraftfahrzeugs 10 mündet, an dessen Umgebung 18 das die Abgasleitung 14 durchströmende Abgas über die Ausströmöffnung 16 abführbar ist. Die Ausströmöffnung 16 ist in einem Heck 20 des Kraftfahrzeugs 10 an einer Heckschürze 22 des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet.
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Um nun ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere des Abgastrakts 12, und somit des Kraftfahrzeugs 10 insgesamt realisieren zu können, weist der Abgastrakt 12 wenigstens ein schallübertragend mit der Abgasleitung 14 verbundenes Leitungselement 23 auf, mittels welchem Schall von der Abgasleitung 14 abgreifbar und der abgegriffene Schall zu wenigstens einem am Heck 20 des Kraftfahrzeugs 10 in Fahrzeughochrichtung oberhalb der Ausströmöffnung 16 angeordneten, mit der Umgebung 18 schallübertragend verbundenen, Austrittsbereich führbar ist, in welchem der abgegriffene Schall aus dem Leitungselement 23 auskoppelbar ist. Alternativ kann mittels des Leitungselements 23 der Schall von einem Endtopf des Abgastrakts 12 abgegriffen werden.
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Vorzugsweise ist der Austrittsbereich in dem Heck 20, insbesondere in der Heckschürze 22, angeordnet. Der Austrittsbereich kann beispielsweise in einem ersten Bereich 24, insbesondere sichtbar, unter Kühlschlitzen des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Austrittsbereich in einem zweiten Bereich 26 an verdeckten Stellen, insbesondere an nicht sichtbaren Kanten des Kraftfahrzeugs 10, angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Austrittsbereich in einem Spalt einer Standentlüftung des Kraftfahrzeugs 10 beziehungsweise in angedeuteten Radlaufentlüftungen des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet sein. Vorzugsweise ist zusätzlich zu dem Austrittsbereich ein zweiter Austrittsbereich vorgesehen, wobei die Austrittsbereiche besonders weit auseinanderliegen. So kann der Austrittsbereich in einem dritten Bereich 28 angeordnet sein und der zweite Austrittsbereich kann in einem vierten Bereich 30 angeordnet sein. Der Austrittsbereich beziehungsweise die Austrittsbereiche können insbesondere als Trichter oder als NACA-Düse ausgeführt sein, wodurch ein Design des Kraftfahrzeugs 10 besonders vorteilhaft dargestellt werden kann und ein Klangaustritt besonders vorteilhaft erfolgen kann. Der Klangaustritt kann somit verdeckt erfolgen oder designmäßig inszeniert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Leitungselement 23 als ein mit der Abgasleitung 14 schallübertragend verbundenes Rohr ausgeführt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Leitungselement 23 mit der Abgasleitung 14 schallübertragend verbunden, insbesondere verschweißt, und das Leitungselement 23 ist als ein Hohlprofil, insbesondere mit kreisförmigem Querschnitt, ausgeführt. Das Rohr kann beispielsweise in einem fünften Bereich 32 mit der Abgasleitung 14 verbunden sein. Das Rohr kann mit der Abgasleitung 14 fluidundurchlässig verbunden sein, wodurch Körperschall der Abgasleitung 14, insbesondere der Wandung, auf das Rohr übertragen werden können und anschließend mittels einer zweiten Wandung des Rohrs und/oder in dem Rohr befindlicher Luft zu dem Austrittsbereich geführt werden kann. Alternativ kann das Rohr mit der Abgasleitung 14 fluidisch verbunden sein, wodurch insbesondere Fluidschall des die Abgasleitung 14 durchströmenden Abgases, in Form das Rohr durchströmenden Abgases in das Rohr übertragen und somit zu dem Austrittsbereich geführt werden kann. Vorzugsweise ist an einem Ende des Rohrs, insbesondere in dem Austrittsbereich, eine Resonanzfläche verbaut. Das Rohr ist vorzugsweise von einem Rohbau des Kraftfahrzeugs 10 entkoppelt geführt, um Körperschalleintritt von dem Rohr in den Rohbau des Kraftfahrzeugs 10 zu vermeiden. Mittels des Rohrs können besonders hohe Anteile eines Abgassounds besonders sauber übertragen werden, wodurch insbesondere ein besonders heller Ton, welcher insbesondere als Kreischen bezeichnet werden kann, besonders sauber übertragen werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leitungselement 23 über wenigstens eine flexible Membran schallübertragend mit der Abgasleitung 14 verbunden, wodurch der Schall des die Abgasleitung durchströmenden Abgases über die Membran auf in dem Leitungselement 23 angeordnete Luft übertragbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Schall des die Abgasleitung 14 durchströmenden Abgases auf die Membran übertragbar, wodurch die Membran in Schwingungen versetzbar ist, wobei der auf die Membran übertragene Schall auf die in dem Leitungselement 23 befindliche Luft übertragbar ist. Dadurch kann der auf die Luft übertragene Schall mittels der Luft in dem Leitungselement 23 in den Austrittsbereich geführt werden. Die Membran kann beispielsweise in einem sechsten Bereich 34 angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Membran besonders hitzebeständig. Die Membran ist fluidundurchlässig ausgeführt, wodurch das die Abgasleitung 14 durchströmende Abgas nicht in das Leitungselement 23 gelangen kann, wodurch Probleme einer Abgaszertifizierung besonders vorteilhaft vermieden werden können. Schwingungen eines Abgasstroms werden somit über die Membran an die insbesondere als stehende Luftsäule bezeichnete Luft in dem Leitungselement 23 übertragen und dadurch zum Austrittsbereich geführt. Insbesondere bei besonders tiefen Frequenzen kann der Schall besonders vorteilhaft mittels der Membran übertragen werden, wodurch ein besonders vorteilhafter Klang erzielt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Abgasleitung 14 eine die Ausströmöffnung 16 begrenzende und fest mit der am Heck 20 angeordneten Heckschürze 22 des Kraftfahrzeugs 10 verbundene Endrohrblende 36 und ein Abgasrohr, welches in die Endrohrblende 36 mündet. Mit anderen Worten ausgedrückt weist die Abgasleitung 14 eine heckschürzenfeste Endrohrblende 36 auf, welche die Ausströmöffnung 16 begrenzt, wobei die Endrohrblende 36 mit dem Abgasrohr mit, insbesondere besonders geringer, Überdeckung verbunden ist. Vorzugsweise ist das Abgasrohr zumindest teilweise in der Endrohrblende 36 geführt. Dadurch kann das Design des Kraftfahrzeugs 10 besonders vorteilhaft gestaltet werden. Insbesondere an einer Schnittstelle zwischen dem Abgasrohr und der Endrohrblende 36 kann der Schall des das Abgasrohr durchströmenden Abgases abgegriffen und in das Heck 20, insbesondere die Heckschürze 22, eingebracht werden, wodurch eine Geräuschkulisse, insbesondere in einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs 10, besonders vorteilhaft gestaltet werden kann. Wenn das Abgasrohr in Fahrzeuglängsrichtung bis hinter die Heckschürze 22 reichen würde, könnte ein Mündungsgeräusch, insbesondere im Fahrzeuginnenraum, besonders stark reduziert werden.
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In weiterer Ausgestaltung ist das Leitungselement 23 im Bereich des Abgasrohrs und der Endrohrblende 36 über wenigstens eine flexible Membran bezogen auf das Abgasrohr und/oder die Endrohrblende 36 berührungslos schallübertragend mit der Abgasleitung 14 verbunden, wobei der Schall des die Abgasleitung 14 durchströmenden Abgases über die Membran auf in dem Leitungselement 23 angeordnete Luft übertragbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt sind das Abgasrohr und/oder die Endrohrblende 36 mit der flexiblen Membran, insbesondere an der Schnittstelle, schallübertragend verbunden, wodurch der Schall des die Abgasleitung 14 durchströmenden Abgases mittels der Membran auf die in dem Leitungselement 23 befindliche Luft übertragbar ist. Das Leitungselement 23 kann insbesondere als Schlauch oder als Rohr ausgeführt sein. Die Membran kann insbesondere in dem sechsten Bereich 34 angeordnet sein. Das als Schlauch ausgeführte Leitungselement 23 kann für einen insbesondere als Crash bezeichneten Unfall des Kraftfahrzeugs 10 nicht crashrelevant sein.
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Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als V-Motor, insbesondere als V8-Motor, ausgeführt. Unter dem V-Motor kann insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine verstanden werden, welche mehrere Zylinder aufweist, die auf zwei Zylinderbänke aufgeteilt sind, wobei die Zylinderbänke in einem insbesondere als Bankwinkel bezeichneten Winkel zueinander stehen und somit schräg zueinander verlaufen. Unter dem V8-Motor kann insbesondere ein V-Motor verstanden werden, welcher 8 Zylinder aufweist. 3 zeigt in einer schematischen Draufsicht in einer weiteren Ausführungsform den Abgastrakt 12 für den V-Motor. Die Abgasleitung 14 weist eine erste Teilleitung 38 und eine zweite Teilleitung 40 auf, wobei die erste Teilleitung 38 einer ersten der Zylinderbänke zugeordnet ist und die zweite Teilleitung 40 einer zweiten der Zylinderbänke zugeordnet ist. Somit sind die Teilleitungen 38, 40 von dem Abgas der jeweils zugeordneten Zylinderbank durchströmbar. Die Kurbelwelle des V-Motors kann beispielsweise als kreuzförmige Kurbelwelle oder als flache Kurbelwelle ausgeführt sein. Die kreuzförmige Kurbelwelle kann insbesondere als Kreuzkurbelwelle bezeichnet werden. Bei dem V8-Motor mit Kreuzkurbelwelle kann eine nicht-harmonische Zündfolge 1-5-4-2-6-3-7-8, bezogen auf eine Zylindernummerierung, vorliegen. Es können zwei Zündungen auf derselben Zylinderbank hintereinander auftreten. Dadurch werden zwei Abgasauslasswellen hintereinander im gleichen Abgaskrümmer ausgesendet. Dadurch kann ein für den V8-Motor typisches Geräusch, welches insbesondere als Blubbern bezeichnet werden kann, erzielt werden, wodurch der V8-Motor insbesondere für einen Sportwagen bei Kunden besonders beliebt ist. Bei dem V8-Motor mit flacher Kurbelwelle kann die Zündfolge so gelegt werden, dass die erste Zylinderbank und die zweite Zylinderbank jeweils eine Zündfolge eines Vier-Zylinder-Reihenmotors besitzt. In der Zylindernummerierung ausgedrückt kann die Zündfolge beispielsweise 1-8-2-7-4-5-3-6 sein. Ein erster Teil des Abgastrakts 12, insbesondere die erste Teilleitung 38, und ein zweiter Teil des Abgastrakts 12, insbesondere die zweite Teilleitung 40, können somit jeweils einer Bauform des Vier-Zylinder-Reihenmotors entsprechen. Der Abgastrakt 12, insbesondere Abgaskrümmer, sind dermaßen ausgelegt, dass es in den Abgaskrümmern, insbesondere am Ende der Abgaskrümmer, zu keinem Stau an Abgas kommt, wodurch eine besonders gute Abgasabführung ermöglicht werden kann. Dadurch weist das Kraftfahrzeug 10 beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine nicht den typischen besonders unruhigen Klang des V8-Motors mit Kreuzkurbelwelle auf. Stattdessen ist der Klang des V8-Motors mit flacher Kurbelwelle besonders homogen und entspricht dem des Vier-Zylinder-Reihenmotors. Demnach kann der Sound nicht von dem Vier-Zylinder-Reihenmotor zu unterscheiden sein. Eine Möglichkeit, den Sound des V8-Motors mit Kreuzkurbelwelle zu erreichen, kann darin bestehen, unterschiedlich lange Abgaskrümmer zu verwenden und somit eine Verschiebung von Druckwellen des Abgases an der Ausströmöffnung und somit eine Phasenverschiebung des Abgasstroms zu erzielen. Dadurch kann eine Schallwelle des Abgases länger oder kürzer geführt werden, welche im Abgaskrümmer, insbesondere am Krümmerausgang, auf eine andere Welle trifft. Dadurch kann das Blubbern des V8-Motors erzielt werden. Jedoch erfordert dies eine sehr spezielle Applikation der Verbrennungskraftmaschine und eines Abgasgegendrucks, wodurch Kosten der Verbrennungskraftmaschine besonders hoch sein können. Die Motorapplikation kann dabei besonders komplex sein und Abgasgegendrücke der beiden Zylinderbänke können sich voneinander unterscheiden. Dadurch kann eine unharmonische Abgasabführung vorliegen, wodurch ein Vorteil der flachen Kurbelwelle besonders minimiert werden kann.
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Das Leitungselement 23 weist bei dem V-Motor wenigstens zwei Teilbereiche 42, 44, 46 auf, wobei in dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel drei Teilbereiche 42, 44, 46 vorliegen. Der erste Teilbereich 42 ist über eine erste Membran 48 schallübertragend mit der ersten Teilleitung 38 verbunden. Der zweite Teilbereich 42 ist über eine zweite Membran 50 mit der zweiten Teilleitung 40 schallübertragend verbunden und der dritte Teilbereich 46 ist über eine dritte Membran 52 schallübertragend mit der zweiten Teilleitung 40 verbunden. Erste Zündpulswellen 54 des die erste Teilleitung 38 durchströmenden Abgases, zweite Zündpulswellen 56 des die zweite Teilleitung 40 durchströmenden Abgases und dritte Zündpulswellen 58 des die zweite Teilleitung 40 durchströmenden Abgases können demnach jeweils über die Membrane 48, 50, 52 und die Teilbereiche 42, 44, 46 zu dem Austrittsbereich geführt werden, wobei aufgrund unterschiedlicher Längen der Teilbereiche 42, 44, 46 eine Phasenverschiebung der Zündpulswellen 54, 56, 58 zueinander, insbesondere im Austrittsbereich, erzielt werden kann. Die Zündpulswellen 54, 56, 58 werden somit unterschiedlich lange zu dem Austrittsbereich geführt, da die Teilbereiche 42, 44, 46 unterschiedlich lang sind. Mit anderen Worten ausgedrückt liegen unterschiedliche Fließlängen vor, weswegen es zu einer Phasenverschiebung in dem Austrittsbereich kommt. Dadurch kann der typische V8-Sound, insbesondere das Blubbern, besonders vorteilhaft ohne aktive Elemente erzielt werden. Dabei kann ein direktes Eingreifen in den Abgasstrom und somit die Applikation vermieden werden, wodurch die Kosten der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können. Aus den Zündpulswellen 54, 56, 58, die je nach Geometrie der Schallabgriffe solitär verlängert und/oder überhöht, was insbesondere als Addition bezeichnet werden kann, werden können, erfolgt eine Klanglänge und die Schallüberhöhung. Unter den Zündpulswellen 54, 56, 58 können insbesondere Schallwellen in dem Abgastrakt 12 bezeichnet werden, welche sich jeweils aus in den einzelnen Zylindern ablaufenden Zündungen ergeben.
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Vorzugsweise weist die ersten Teilleitung 38 einen ersten Durchmesser und die zweite Teilleitung 40 einen zweiten Durchmesser und der erste Teilbereich 42 einen dritten Durchmesser und der zweite Teilbereichs 44 einen vierten Durchmesser und der dritte Teilbereichs 46 einen fünften Durchmesser auf, wobei wenigstens einer der insbesondere als Rohrdurchmesser bezeichneten Durchmesser verschieden zu den übrigen Durchmessern ausgeführt ist. Somit sind beispielsweise Querschnitte eines ersten Strömungspfads des Abgases, welches der ersten Zylinderbank zugeordnet ist, verschieden von Querschnitten eines zweiten Strömungspfads, welcher der zweiten Zylinderbank zugeordnet ist. Dadurch können eine Verstimmung und damit der gewünschte Klang besonders vorteilhaft erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Teilleitungen 38, 40 und/oder die Teilbereiche 42, 44, 46 zumindest teilweise aus voneinander verschieden Materialien gebildet sein. Beispielsweise ist ein Material des ersten Strömungspfads verschieden zu einem Material des zweiten Strömungspfads. Dadurch können die Strömungspfade beispielsweise unterschiedlich steif ausgeführt werden, wodurch besonders hohe Frequenzen in den Austrittsbereich geführt werden können. Die Strömungspfade können besonders weich und somit schwingend ausgeführt werden, wodurch besonders tiefe Frequenzen aufgrund eines besonders verstärkten Pumpeffekts zu dem Austrittsbereich geführt werden können. Mit anderen Worten ausgedrückt können sich insbesondere Schläuche, welche die jeweiligen Strömungspfade bilden, durch unterschiedliche Materialien verschieden Ausdehnen, wodurch eine schwingende Säule der in dem Leitungselement 23, insbesondere in den Schläuchen, befindlichen Luft besonders verstärkt werden kann. Somit kann aufgrund der verschiedenen Materialien eine besonders freie Abstimmung des Klangs erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können in den Strömungspfaden einseitig und/oder beidseitig Drosselstellen eingebaut werden, um die Verstimmung beziehungsweise eine Klanganpassung zu erzielen. Vorzugsweise sind die Teilleitungen 40,42 beziehungsweise die Strömungspfade, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, besonders weit voneinander beabstandet, was sich besonders vorteilhaft auf ein Klangbild des V8-Motors auswirken kann.
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Vorzugsweise sind Schallabgriffe mittels der Membrane 48, 50, 52 um einen gewissen Anteil einer Phase der Zündpulswellen 54, 56, 58 verschoben. Durch Addition verschobener Phasen können sich je nach Auslegung partielle bis vollständige Schallüberhöhungen sowie unterschiedliche Klanglängen ergeben. In dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Teilbereiche 42, 44, 46 in einem vierten Teilbereich 60 der Abgasleitung 14 zusammengeführt. Alternativ können der erste Teilbereich 42, der zweite Teilbereich 44 und der dritte Teilbereich 46 ohne Zusammenführung in verschiedenen Austrittsbereichen enden. Alternativ können Schallabriffe an mehreren Positionen, insbesondere mittels mehreren Membranen, als in dem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgen.
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Vorzugsweise kann das Leitungselement 23 mit einer steuerbaren Klappe geschlossen werden, wodurch ein besonders leises Außenklangbild erreicht werden kann, was insbesondere als Good Neighbourhood-Modus bezeichnet werden kann. Die Klappe kann dabei analog zu einer in der Abgasleitung 14 angeordneten Abgasklappe ausgeführt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Abgastrakt
- 14
- Abgasleitung
- 16
- Ausströmöffnung
- 18
- Umgebung
- 20
- Heck
- 22
- Heckschürze
- 23
- Leitungselement
- 24
- erster Bereich
- 26
- zweiter Bereich
- 28
- dritter Bereich
- 30
- vierter Bereich
- 32
- fünfter Bereich
- 34
- sechster Bereich
- 36
- Endrohrblende
- 38
- erste Teilleitung
- 40
- zweite Teilleitung
- 42
- erster Teilbereich
- 44
- zweiter Teilbereich
- 46
- dritter Teilbereich
- 48
- erste Membran
- 50
- zweite Membran
- 52
- dritte Membran
- 54
- erste Zündpulswellen
- 56
- zweite Zündpulswellen
- 58
- dritte Zündpulswellen
- 60
- vierter Teilbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10015697 C1 [0002]
- DE 102007007946 B4 [0003]
- DE 102014116426 A1 [0004]
